Instandsetzung und Verstärkung von Stahlkomponenten mit vorgespannten CFK‐Materialien

Abstract

Um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels abzuwenden, hat sich die internationale Gemeinschaft dem Ziel Net‐Zero 2050 verschrieben. Die Rohstahlproduktion verursacht einen sehr hohen Anteil an den weltweit ausgestoßenen CO2‐Emissionen. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass die direkten CO2‐Emissionen durch die Rohstahlproduktion bei etwa 1,4 t CO2 pro Tonne Stahl liegen. Zur Erreichung der Klimaneutralität bis 2050 muss die Stahlindustrie ihre Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren. Dieses Ziel kann neben umweltfreundlicher Stahlproduktion durch lebensdauerverlängernde Instandsetzungsmaßnahmen oder Wiederverwendung bestehender Tragstrukturen effektiv vorangetrieben werden. Hiermit können bspw. Umweltemissionen aus möglicher Erneuerung der Tragstrukturen eingespart und damit der Bedarf an neuem Rohstahl reduziert werden. Die Verwendung von carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) bietet ein großes Potenzial für die Verlängerung der Lebensdauer von Stahlkonstruktionen. In diesem Beitrag werden die Hauptunterschiede bei den Bemessungsanforderungen für CFK‐verstärkte Stahlkomponenten erörtert. Des Weiteren wird ein Überblick über die bereits entwickelten Verstärkungssysteme und Einsatzmöglichkeiten gegeben, der schlaffe und vorgespannte mechanische Verankerungen sowie geklebte CFK‐Platten und ‐Stäbe umfasst. Abschließend werden einige Praxisanwendungen zur Ermüdungsverstärkung von alten Stahlbrücken vorgestellt und erläutert.